[发明专利]基于复电阻率的土壤有机氯化物污染快速调查装置及方法

说明书

本发明提供基于复电阻率的土壤有机氯化物污染快速调查装置及方法，包括以下：地面拖拽车、复电阻率信号发射和数据采集控制装置、复电阻率信号发射装置、复电阻率信号测量装置、发射电极、不极化测量电极和无线数据传输天线；所述地面拖拽车拖拽复电阻率信号发射和数据采集控制装置；通过复电阻率信号发射装置、发射电极、不极化测量电极和复电阻率信号测量装置完成待调查区域土壤复电阻率数据采集；通过无线数据传输天线实时将数据传输至数据处理中心，快速远程完成对待调查区域土壤有机氯化物污染的调查评价；本发明提供的有益效果是：实现了野外土壤复电阻率数据自动快速采集处理，为快速确定土壤有机氯化物污染范围和程度提供了重要技术手段。

技术领域

本发明涉及地球物理勘探技术领域，尤其涉及基于复电阻率的土壤有机氯化物污染快速调查装置及方法。

背景技术

有机氯化物，包括氯代脂肪烃、氯代芳香烃及其衍生物等含氯有机化合物。氯代不饱和脂肪烃是不饱和脂肪烃中氢原子被氯置换后所得的结构呈链状的有机化合物的总称，难溶于水，可溶于乙醇、乙醚等溶剂。有机氯化物具有麻醉作用。最近发现以氯乙烯为代表的含氯烯烃有催肿瘤的毒性。含氯原子愈多，其毒性愈强，如三氯乙烯和四氯乙烯比氯乙烯对肾、神经系统、皮肤粘膜、肝脏等有更强的毒性作用。

有机氯化物的化学性质稳定，易在生物体、土壤和沉积物的有机质中累积，在自然界中降解缓慢，环境危害周期长。许多有机氯化物被认为具有“致癌、致畸形、致突变”三致效应。国家对氯仿、四氯化碳、氯苯、邻二氯苯、对二氯苯、氯酚等制定了严格的排放标准。

复电阻率是具有实分量和虚分量的视电阻率。复电阻率和电阻率都是表征岩石电性特征的参数，复电阻率往往都是用来表征岩石频散特性，只不过是复数而已，有实部和虚部共同表征岩石电性特征；电阻率相对简单，是零频下所测的复电阻率值。交流下阻抗和电阻率就差一个正余弦函数关系。

在常规激发极化法(IP)所取得的数据中，实际上还包含有直流电阻率的信息。但如果要求获得的电性信息量达到最大，则必需在额外的交流电频带上测量电阻率的实、虚两个分量。这种测量方法称为复电阻率法，要求对输出和输入波形的振幅和相位进行比较，经过中间变换，频率域和时间域都被采用。这就可以对整个线性地电系统进行研究。所以，复电阻率(CR)法是一种变频的接地电法，借助于分析大地总电阻率的实分量和虚分量来研究大地的电性。因为这种方法可以得出激发极化的不同参数、电阻率和有关大地的电性和电磁性，区分它们各自的作用，而且把结果显示出来，供观察分析。

大量的实验室土壤样品复电阻率测量结果表明，含有有机氯化物(DNAPL或LNAPL)的土壤样品会出现明显的激发极化异常，而没有被有机氯化物污染的土壤样品则几乎没有激发极化异常出现。工业界已经用地面和浅井下的复电阻率方法调查过土壤中有机氯化物污染源的分布。但是目前地面的复电阻率测量方法还是采用常规地面电法勘探的对称四极或偶极-偶极作业方式，依靠人工沿测线逐点移动复电阻率发射和测量电极、复电阻率测量仪器和连接仪器和电极之间的电缆，沿测线逐点采集复电阻率数据，采集结束后再开始对每个测点测量的复电阻率数据进行处理、成图和综合解释。这种施工方式作业速度慢、效率低、成本高，不利于大面积区域快速调查土壤中有机氯化物污染的分布情况，而且由于在测量施工现场是人工作业，无法在水田和沼泽地带进行施工，严重的制约了利用复电阻率测量方法调查土壤污染情况的大范围推广应用。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了基于复电阻率的土壤有机氯化物污染快速调查装置及方法，装置包括以下：

地面拖拽车、复电阻率信号发射和数据采集控制装置、复电阻率信号发射装置、复电阻率信号测量装置、发射电极和不极化测量电极和无线数据传输天线；

所述地面拖拽车和所述复电阻率信号发射和数据采集控制装置之间通过拖拽绳连接；所述复电阻率信号发射装置、所述复电阻率信号测量装置固定安装于所述复电阻率信号发射和数据采集控制装置内部；